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工業製造

快速走向新途徑,GKN和保時捷通過金屬3D打印開發電子驅動動力總成

Nick 來源:榮格工業(ye) 網2018-03-29 我要評論(0 )   

從(cong) 製造生產(chan) 從(cong) 小型前輪驅動車輛的各種部件,到最複雜的四輪驅動車輛使用的各種傳(chuan) 動部件和係統, GKN Driveline 生產(chan) 的產(chan) 品實現了可提供最優(you) 化的傳(chuan) 動方案。

如KK在《新經濟新規則》中指出的,在新經濟波濤洶湧,快速變化的環境中,隻有反應敏捷、順應變化、行動快速的公司才能成功。快速走向新路途解決(jue) 一半問題,快速放棄舊成功解決(jue) 另外重要的一半。

而根據3D科學穀的了解,為(wei) 了創造下一代汽車,英國的GKN正在快速走向新途徑,GKN和保時捷正在通過金屬3D打印開發新型電子驅動動力總成的新應用。

根據亞(ya) 琛工業(ye) 大學的預測,電動車的年產(chan) 量2020年有望發展到410萬(wan) 台(約占4%的汽車市場),2025年達到2490萬(wan) 台(約占22%的汽車市場),2030年則達到5040萬(wan) 台(約占42%的汽車市場)。

電力驅動及控製係統是電動汽車的核心,也是區別於(yu) 內(nei) 燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控製係統由驅動電動機、電源和電動機控製裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與(yu) 內(nei) 燃機汽車相同。電力驅動子係統由電控單元、控製器、電動機、機械傳(chuan) 動裝置和驅動車輪組成。主能源子係統由主能源、能量管理係統和充電係統構成。輔助控製子係統具有動力轉向、溫度控製和輔助動力供給等功能。

動力係統的工作過程是,根據從(cong) 製動踏板和加速踏板輸入的信號,電子控製器發出相應的控製指令來控製電動機,調節電動機和電源之間的功率流。輔助動力供給係統主要給動力轉向、空調、製動及其他輔助裝置提供動力。

當今的汽車製造商麵臨(lin) 著提高電動汽車效率的不斷增長的需求。製造商已經從(cong) 各個(ge) 角度解決(jue) 這個(ge) 問題:減輕重量、創建更高效的動力傳(chuan) 動係統、降低噪音。不過這個(ge) 過程是不斷迭代且永無止境的。

根據3D科學穀的市場研究,GKN根據粉末床金屬熔融(PBF) 增材製造的特點,針對更高的設計自由度、更高效、更集成的動力係統開發了特定的鋼材料,這種鋼材料能夠承受高磨損和負載,並結合3D打印所實現的功能集成進一步減輕重量。

另一方麵,保時捷工程部門正在研究如何在其電子驅動動力係統中實施新材料。采用結構優(you) 化技術結合GKN的材料,保時捷實現了差速器的獨特設計(包括齒圈),通過這種齒輪減重和剛性形狀的組合,實現了更高效的傳(chuan) 動。

隨著金屬增材製造繼續發展並成為(wei) 主流工藝,該應用不僅(jin) 可以擴展到原型或賽車運動,而且還可以擴展到批量生產(chan) 。

在3D科學穀看來,GKN在汽車領域開發專(zhuan) 門的增材製造材料可謂是醞釀已久,2017年GKN在牛津郡阿賓登開設了一個(ge) 新的創新中心。新中心將致力於(yu) 為(wei) GKN的汽車業(ye) 務開發先進製造技術,包括定製化的3D打印零部件、電動傳(chuan) 動係統、複合材料等。

GKN英國創新中心專(zhuan) 注於(yu) 開發一係列新一代技術,將為(wei) 電動汽車、賽車運動和非公路應用帶來巨大的效益。尤其是電氣化係統,GKN的專(zhuan) 業(ye) 知識可以幫助汽車製造商開發更輕、更安靜、更高效的車輛。

創新中心承擔的其他重要項目是開發電動汽車的“扭矩轉換”係統。 GKN將模擬雙速電動汽車的無縫換檔及雙離合的感覺,這是世界上第一款全麵的電動驅動係統,是為(wei) BMW i8混合動力超級跑車開發的。

創新中心還將與(yu) 鬆下捷豹賽車公司(GKN的官方合作夥(huo) 伴)緊密合作,為(wei) 電動車輛製造新的零件,包括改進的差速器,輕型驅動軸和多種定製的3D打印零件。

不僅(jin) 是為(wei) 電動汽車,GKN英國創新中心還推進GKN的飛輪混合動力係統技術,該係統已經用於(yu) 在勒芒24小時耐力賽中為(wei) 混合動力汽車提供動力。飛輪混合係統結合先進變速箱控製技術,充分發揮飛輪的高功率比特點,不但有效地解決(jue) 了現有節能與(yu) 新能源汽車中普遍存在的因電驅動係統功率限製而造成的動力與(yu) 節能效果不足的問題。

GKN Driveline汽車傳(chuan) 動係統是GKN旗下最大的業(ye) 務部門,是世界上多家汽車、越野車和航空器製造商的全球頂級供應商。GKN 為(wei) 全世界輕型汽車、農(nong) 業(ye) 設備、建築設備、飛行器和航空發動機領域的幾乎所有主要生產(chan) 商提供以技術為(wei) 支撐的高等工程產(chan) 品。在3D打印領域,GKN不僅(jin) 僅(jin) 有金屬粉末業(ye) 務,在3D打印應用方麵進行了全球化的布局。

從(cong) 製造生產(chan) 從(cong) 小型前輪驅動車輛的各種部件,到最複雜的四輪驅動車輛使用的各種傳(chuan) 動部件和係統, GKN Driveline 生產(chan) 的產(chan) 品實現了可提供最優(you) 化的傳(chuan) 動方案。伴隨這些產(chan) 品的是專(zhuan) 業(ye) 技術,對影響車輛動態的各種因素的理解並掌握以及如何通過優(you) 化這些因素來達到從(cong) 減輕重量並和提高性能的目的角度來優(you) 化這些因素。從(cong) 這一點上,3D科學穀認為(wei) 很容易理解為(wei) 什麽(me) GKN Driveline 會(hui) 選擇引進金屬3D打印技術,尤其在對產(chan) 品的幾何設計優(you) 化層麵上,3D打印技術獨有獨特的優(you) 勢。

在適應快速變化的經濟發展趨勢中,GKN已經在布局解決(jue) 一半問題的解決(jue) 方案,而剩下的另一半,就看汽車廠商的布局了。

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